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24K碳纤维低面密度NCF织物及预浸生产技术

碳纤维及其复合材料因其密度小、强度高、热膨胀小、耐烧蚀等优良的性能,

应用于航空航天、军工国防等领域,是制造先进武器装备中的关键材料,其中20%

左右的碳纤维复合材料以各种碳纤维机织物的形式使用。特别是低面密度碳纤维

多轴向经编织物,由于其结构特点,具有许多优良的力学性能,可设计性好,生产

效率高,现广泛应用在树脂传递模塑工艺。

因此,研究低面密度碳纤维多轴向经编织物及其预浸料对于复合材料应用领

域的推广具有十分重要的意义。本文首先讲解了展纱的原理,然后以T700级24K

碳纤维作为研究对象,进行展纱技术方面的研究。

通过研究纤维张力大小、照射温度、集束剂含量、振动频率等展纱工艺参数

对展纱效果的影响,获得了最佳的展纱工艺参数。其次,以+45°/-45°及0°/90°

NCF织物经编织物为研究对象,通过研究编织设备,纤维运行速度,经编线规格等

编织工艺参数,对织物纤维分布均匀性、表观质量及力学性能的影响,获得了织物

生产中最优的工艺参数。

最后,本课题自主研发了与织物匹配性较好并且具有优异力学性能的柔性树

脂,通过优化预浸料生产工艺参数,生产出24K碳纤维多轴向低面密度预浸料。并

对预浸料的力学性能进行评价,包括拉伸性能、弯曲性能和层面剪切性能。

除此之外,本文对相同树脂基体的单轴向/多轴向T700级碳纤维预浸料和单

轴向/多轴向T300级碳纤维预浸料进行了力学性能对比。实验表明:T700级碳纤

维预浸料各项力学性能较优。

而且,T700级三轴向碳纤维预浸料力学性能也达到项目要求值。